1、EmagC型电磁流量计使用说明书Emag C型电磁流量计使用说明书A 流量计与传感器1 产品功能用途1.1 产品特点电磁流量计是一种应用法拉第电磁感应定律的流量计。本产品系采用当代电磁流量计最新技术制造,具有下列特点:测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响;a测量管内无阻碍流动部件,无压损,直管段要求较低;b系列公称通径DN15DN3000。传感器衬里和电极材料有多种选择;c转换器采用新颖励磁方式,功耗低、零点稳定、精确度高。d转换器可与传感器组成一体型或分离型;e转换器采用16位高性能微处理器,3行12864LCD点阵汉字显示,参数设定方便, f编程可靠;流量计为双向测量系统,
2、内装三个积算器记录总量:正向总量、反向总量及差值总 g量;可显示正、反流量,并具有多种输出:电流、脉冲、数字通讯;转换器采用表面安装技术(SMT,具有自检和自诊断功能;hi橡胶和聚氨酯衬里传感器为本质沉浸结构;j防爆型仪表可用于相应的防爆场所。1.2 主要用途E-mag电磁流量计用于测量封闭管道中导电液体和浆液的体积流量,适用于化工、电力、矿冶、给排水、造纸、医药、食品等部门。2 产品形式和组成2.1 组成电磁流量计由电磁流量传感器和电磁流量转换器两大部分组成。2.2 产品形式(图1E-mag C电磁流量计的传感器衬里和电极有多种材料供用户选择。转换器同传感器可组成一体型流量计或分离型流量计。
3、一体型流量计公称通径仅限于DN15N600,分离型流量计则包括所有通径。一体型流量计流量计的转换器有方形和圆形2种结构形式。转换器以操作键形式区分有按键和磁键两种形式。E-mag C防爆型电磁流量计可用于规定的防爆场所。防爆产品涉及的有关内容另有附本E-mag C型电磁流量计使用说明书防爆产品专用部分。 图1 产品组成形式2.3 编码与铭牌(图2E-mag C型电磁流量计有多项选择内容,为便于用户选型订货和工厂生产管理.采用数字编码来表示产品全部要素,铭牌中的编码,见编码一览表。由于转换器是根据配套传感器进行最终调试,请务必保持转换器标牌中的编码编号与整机铭牌中编码编号的一致性。流量计所附铭牌
4、上载明了编码主要参数,流量计的实际工作温度和压力严禁超出规定值。 图2 铭牌2.4 外形及安装尺寸2.4.1 分离型转换器外形及安装尺寸(见图3 图3 分离型转换器外形图2.4.2 传感器和一体型外形及安装尺寸(见图4图6 图4 DN15DN150传感器和一体型外形图 图5 DN200DN600一体型和传感器外形图 图6 DN700DN3000传感器外形图3 工作原理与结构特征3.1 工作原理电磁流量计测量原理基于法拉第电磁感应定律(图7。传感器的测量管,是一内衬绝缘材料的非导磁合金短管,其直径为D。两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上,其电极头与衬里内表面基本齐平。励磁线圈由双向方波脉冲
5、励磁时,在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为B的工作磁场。 此时,如果具有一定电导率的流体以平均流速V流经测量管,将切割磁力线感应出电动势E。电动势E正比于磁通量密度B、测量管内径D与平均流速V的乘积,电动势E(流量信号由电极检出并通过电缆送至转换器。转换器将流量信号放大处理后,可显示流量、总量,并能输出脉冲、模拟电流等信号。3.2 传感器结构(图8E-mag C电磁流量计结构紧凑,连接尺寸短,其衬里和电极材料适用于多种液体和浆液。由于采用方波脉冲励磁,因此整机功耗低、零点稳定。传感器主要组成部分是测量管、电极、励磁线圈、铁芯与磁轭、壳体; 分离型流量计的传感器另有单独接线盒。橡胶和聚
6、氨酯衬里传感器为本质沉浸结构(IP68。如果传感器沉浸水下或安装在易受水淹的场所,在现场接线完毕确认无误后,接线盒内需用封胶填塞,应按随机的封胶使用说明进行封灌。 图7 工作原理图图8 传感器结构示意4.主要技术数据4.1 整机和传感器技术数据执行标准 JB/T9248-1999公称通径 15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200、2400、2600、2800、3000最高流速 15m/sDN15DN600 示
7、值的0.3%(流速1m/s; 3mm/s(流速1m/s 精确度DN700DN3000 示值的0.5%(流速0.8m/s; 4mm/s(流速0.8m/s.流体电导率 5uS/cm4.0MPa 1.6MPa 1.0MPa 0.6MPa 6.3、10MPa等 公称压力DN3DN150 DN15DN600DN200DN1000DN700DN3000 特殊订货衬里材料 聚四氟乙烯、聚氯丁橡胶、聚氨酯、聚全氟乙丙烯(F46 、加网PFA传感器 -25+60环境温度转换器及一体型 -10+60一体型 70聚氯丁橡胶衬里 80; 120(订货时注明聚氨酯衬里 80 最高聚四氟乙烯衬里流体温度 分离型聚全氟乙丙
8、烯 (F46100; 150(订货时注明加网PFA信号电极和接地电极材料不锈钢0Cr18Ni12Mo2Ti、哈氏合金C、哈氏合金B、钛、钽、铂/铱合金、不锈钢涂覆碳化钨电极刮刀机构DN300DN3000连接法兰材料碳钢接地法兰材料不锈钢1Cr18Ni9TiDN65DN150 不锈钢1Cr18Ni9Ti进口保护法兰材料 DN200DN1600 碳钢+不锈钢1Cr18Ni9Ti 外壳防护 IP65,IP67,IP68(各级别适用范围详见产品编码防爆型仪表的防爆标志 ExdmCT5, ExdmCT5(不含乙炔, ExmCT5 (各标志使用范围详见产品编码间距(分离型 转换器距传感器一般不超过100m
9、,超过100m需特殊订货。4.2 转换器技术数据交流 85265V,45400Hz 电源直流 1640V功率 20VA(含传感器按键式 .4个薄膜按键(图9可设定选择全部参数,也可利用外接PC 机(RS232,RS485对转换器设定编程;.3行LCD宽视角、 宽温、带背光显示:第1行为5位7段数码显示,显示流向和流量值;第2、3行为字符式点阵显示,宽度16个字符。第2行显示报警、流量单位;第3行显示流速、百分比、空管、正向总量、反 向总量、差值总量 。操作键 和显示磁键式显示面板同按键式(图9,用磁棒靠分别靠近键标识操作,可设定选择全部参数,也可用外接机(RS232,RS485设定编程。内部积
10、算器 有正向总量积算器、 反向总量积算器及差值总量积算器。测试方式 通过转换器编程测试方式,可使所有输出为编程值,从而达到对系统的测试目的。电流输出.全隔离,负载 600 (20mA 时;.范围: 420mA或010mA;脉冲输出.频率范围:05KHz,上限15KHz可选;.方波或25ms脉宽脉冲;.带隔离保护的晶体管开关输出,可吸收250mA的电流,耐压35V。输出信号报警输出 .可报警(编程高/低流量、空管、故障状态、正/反向流量、模拟量超量程、脉冲量超量程、脉冲小信号切除; .带隔离保护的晶体管开关输出,可吸收250mA的电流,耐压35V。(与脉冲输出不隔离.数字通讯 RS232,RS4
11、85,HART隔离 输出与输入之间隔离电压500V;输出与大地之间隔离电压500V。 图9 E-mag C型显示和操作键5 安装流量计的设计、试验和供电均有安全规定,用户必须严格遵守本说明书的有关条款,以确保流量计的安全操作及运行。5.1 安全措施为保障人身及设备的安全,须遵守以下条款:a 在选择位置和安装流量计之前,必须阅读本说明书有关部分,同时要考虑流量计、相关设备和机身环境的安全要求;b 应由具有一定仪表知识的人员进行仪表的安装和维修;c 正确安装流量计的传感器及配管,保证密封安全可靠,流体压力不得超过铭牌上规定的最高工作压力;d 采取一定措施,防止触电事故;e 流量计的吊装设备应符合安
12、全规定。5.2 安装前的检查a 检查法兰、衬里、壳体和出线套有无损伤;b 打开盒盖,检查接线和印刷电路板有无松动或损坏;c 检查铭牌中型号编码与订货编码是否相符。5.3 吊装(图10吊装设备的安全载荷及防护措施应符合有关规定。禁止在转换器箱体(一体型流量计或接线盒(分离型流量计处用绳拴结起吊仪表。 图10 正确吊装5.4 在管线上的安装方位(图11 图11 流量计在管线上的安装方位a 流量计可自动检测正反流向。由于制造厂将仪表壳体上流向箭头规定为正流向。因此安装仪表时,应使流向箭头同现场实际正流向保持一致。对分离型仪表,交换转换器一端的EXT+和EXT-端子上的连线, 相当于切换流向(图11。
13、b 为确保测量精确度,应保证传感器上游侧至少应有5倍管径长度的直管段。诸如锥管、孔板、阀门等设备,在它们距传感器5倍管径以上距离时,其影响可忽略不计。传感器下游侧应不少于2倍管么径长度的直管段(图11。c 为可靠测量,重要的是电极应当完全浸没在被测流体中,传感器可以安装在任何方位(水平、垂直、倾斜,只要通过电极的连线基本处于水平位置即可(与水平线夹角一般为10,为了进一步减小夹带气泡对测量的影响,可以适当提高工作压力(图11、。d 为使传感器测量导管内始终充满流体,传感器可安装在U型管道最低部位(图11;e 如果水平安装,转换器箱体(或接线盒应处于图11所示的水平位置;f 如垂直或倾斜安装,流
14、体应自下而上流动,同时应选择便于仪表接线操作和读数的位置(图11、。g 应避免管道内产生负压,损坏衬里(图11、。5.5 安装场所选择(图12 图12 安装场所选择如果安装地点易受阳光曝晒, 应当增加遮蔽设施。仪表应避免强烈振动和过大的温度变化,同时要防止腐蚀性液体的滴漏对仪表造成损害。仪表安装场所的磁场强度应小于400A/m。5.6 传感器(含一体型与管道的连接要求首先要注意传感器本身不能作为荷重撑点,它不能支撑毗连的工作管道,应由夹持它的管道承重(图13。同时,传感器安装时应当使其不受过大的拉紧应力, 应考虑消除毗连管道因热膨胀产生的应力影响。安装传感器时,应保证测量管与工艺管道同轴。DN
15、50的传感器,其轴线偏离不超过1.5mm,DN65DN300的传感器不得超过2mm, DN350的传感器不得超过4mm;法兰之间加装的法兰垫圈,应有良好的耐腐蚀性能,该垫圈不得伸入管道内部(图13;紧固仪表的螺栓、螺母,其螺纹应完整无损,润滑良好。应依据法兰尺寸、力矩大小采用力矩扳手紧固螺栓。在传感器邻近管道进行焊或为焰切割时,要采取隔离措施,防止衬里受热(图13。5.7 特殊法兰a 进口保护法兰如果被测流体具有强磨蚀性,传感器进口端应加装进口保护法兰,其唇沿伸入传感器内孔,用以减少衬里磨损(图14;b 接地法兰对不导电管道,为使仪表取得流体电位(零电位,须将接地法兰加装在传感器法兰与管道法兰
16、之间(图14。 图13 连接注意事项图图14 特殊法兰5.8 与金属管道的连接、连线和接地流量信号是以介质为参考点(0V的差动信号, 传感器内部已将信号参考点(0V与金属测量管连通。一般通过管道法兰与仪表法兰的连接螺栓虽然能使流量计取得介质电位(0V,但正规的方法是加装电气连线, 如图15,确保以介质为0V的流量信号可靠输出。传感器还应加接地线,如图15,接地电阻应小于10。5.9 与不导电管道的连接、连线和接地与不导电管道(如塑料管道、带衬里的金属管道的连接时,按图15、实施。5.10 与阴极保护管道的连接、连线和接地(图15如果安装传感器的系统采用了阴极保护,或在流程中采用了电解工艺,则要
17、采取一定措施,以保证:a 工频电流不得流经传感器中的液体;b 流经传感器本体的任何工频电流不得超过10A(有效值。采用阴极保护的管网,因其系统电位不全为地电位,将产生干扰电势。要排除这类电气干扰,如图增加旁路连线和接地法兰,并用绝缘套管及绝缘垫圈确保螺栓与法兰间的绝缘。另外旁路连接线具有足够载流容量,以旁路阴极保护电流。同时要确保一侧仪表法兰牢固地接至相应接地点上。 图15 传感器与管道的连接、电器连线和地线B 转换器6 转换器结构因转换器同传感器组合有一体和分离两种形式,故转换器有两种结构形式:一体型流量计转换器和分离型流量计转换器(图16。 图16 转换器结构转换器本身按其操作方式,又有按
18、键式、磁键式。3行LCD宽视角、宽温、带背光显示。4个操作键可设定选择全部参数,也可利用外接PC机对转换器设定编程, 用RS232和RS485通信协议的编程连接见图32和图33。转换器机芯安装在铝合金盒内,转换器可固定在传感器上面,也可分离安装(墙或盘装。转换器主要有三块电路板组件:主板、显示板、副板。主板实现测量和输入输出功能。显示板实现流量计的测量显示和参数设定功能(即流量计的编程。副板实现通讯功能。在现场用预先调整好的电路板进行更换时,基本无精确度损失。转换器所有电路均采用SMT表面安装形式,故用户不具备现场维修能力,并且各板均要求采取静电防护,所以也不允许用户现场拆开转换器。7 转换器
19、工作原理(图17转换器采用新颖励磁方式,使得流量计具有优越的零点稳定性和测量精确度。转换器向传感器提供精确的、频率可变的、双向恒流驱动电流,以驱动传感器励磁线圈。本身工作频率由单片机计算机控,不受电源频率变化的影响。励磁电路在磁场的反向时由能量恢复系统提供一个高的反向电压,加速克服反向时的磁场阻力,降低功耗。流经流量计的流量在传感器电极上产生一个微弱的差分信号,输入至转换器的测量系统。经高输入阻抗放大器放大、滤波和自动零点调整及增益控制后,再经高性能、高精度VFC转换,将模拟信号转换为数字量。单片机计算机将数字信号采样后,计算出流速以及期望得到的各测量值、模拟输出、脉冲输出值等。LCD液晶显示
20、器显示各测量值。 图17 转换器工作原理8 转换器的编程(设定电磁流量转换器可采用操作键或计算机编程(设定。采用计算机编程(RS232或RS485时,可以利用生产厂提供的演示软件进行,也可以根据生产厂提供的通讯协议由用户编制适合自己要求的通讯程序。磁键转换器的键标记和按键相同(图9,它们的软件菜单结构相同,磁键在操作时将按键的动作,改为使用磁棒接近并离开相应的磁键。圆形转换器和方型转换器键标记按下表一一对应:S T 方型 圆型以下以方形按键转换器为例,阐述利用操作键编程(设定方法,圆形转换器编程以此类推。8.1 操作键编程的工作参数菜单结构本转换器工作参数采用树形菜单结构(图18, 其工作参数
21、按流量测量、模拟输出等,分门别类地安排在相应菜单页(或主菜单下的各子菜单中。图19所示菜单适用于直接在转换器板上用按键或磁键编程,用户可用(分离型” 或 ” (一体型” 键对菜单进行竖向翻页;用(分离型” 或 ” (一体型键对菜单进行横向翻页。图中各菜单项右端分别标注有和标记,它们分别表示参数属于一级和二级保密参数,只有通过输入相应的保密口令(或称保密码,才能修改一级或二级工作参数。属于一级保密的工作参 数,允许用户进入该级进行参数调整;属于二级保密的工作参数,仅允许工程技术人员进入该级进行参数调整。关于各工作参数的含义将在后续部分中,根据操作方式的不同,分别予以阐述。8.2按键功能转换器面板
22、上有、和四个薄膜按键开关,可以用来完成对转换器的全部编程操作。本节所述为输入密码进入编程(设定状态后的按键功能。8.2.1 键(图19键用于各功能菜单页之间的转换。在每菜单页的页名显示时,按下一次键后,转换器显示窗口从当前菜单页页名转到下一个菜单页的页名。8.2.2 键(图20键用于在某一菜单页中各个参数项(含页名之间的转换,按下一次键,转换器显示窗口从当前菜单页中某一参数项转到下一个参数项。 图19 菜单页之间的转换图20菜单项之间的转换8.2.3 和键和键用于对某一参数项的调整,包括参数值或选择型参数项等。对数值型参数, 键按下一次参数值加一,键按下一次参数值减一;对选择性参数,键或键按下
23、一次将改变一次参数项的可选值。当调整过参数后,按键存贮调整后的参数值并转到下一个参数项。8.3 采用按键编程的操作8.3.1启动在完成仪表的各电气连接(见C 接线并确认连接无误后,接通流量计系统的电源。经短暂的延时后,在仪表显示窗口上显示开封仪表厂和电磁流量计 V X.X(指流量计软件的版本号。然后,流量计经几秒钟的初始化运行后,开始显示流量及其单位,进入测量状态。如果流量计系统自诊断发现故障,会及时给出显示报警指示和报警类型(见附录B。8.3.2 测量值观察(图21流量计运行时,在转换器的显示窗口上部有一行较大的数字,用于显示流量,中间一行文字,用于显示报警和流量单位,最下面的一行符号、数字
24、和单位,用键选择显示下列项目之一: 流速、流量百分比、正向总量、反向总量核查值总量。在编程允许时,按键2秒钟,总量清零。当有报警时;除在显示窗口的中间靠左有一方块闪亮,并给出报警类型(如果不止一项报警产生时,则交替给出报警类型外,还可设定报警信号输出,用户可参照报警菜单页中给出的各报警参数项的设定,判断属于何种报警找出出现故障的原因。当流量显示为负值时,表示流量计对当前流向定义为反向流向。对分离型转换器,如果管道中流体的流向与流量计上的流向标志一致,用户又想将此流向定义为正向流向,可将系统电源切断,然后将转换器器端励磁端子EXT+和EXT-的励磁线互换一下,再接通电源,流量显示即为正值。上述的
25、测量参数均为只读型参数。流量计系统通电后,均工作在测量状态,如果用户按键持续3秒时间,则进入保密参数选择菜单页,当选择了相应的保密级后,进入菜单系统,即编程(设定状态,可对属于相应保密级的参数项进行调整。在编程(设定状态, 在任何菜单“页名”位置,只要用户按下键3秒钟,就会退出菜单系统返回流量测量状态。8.3.3 输入保密码当需要对流量计工作参数调整,须进入编程(设定状态。输入相应的保密码。该码为五位数字,码值在0000099999之间。用户级密码(一级保密为10760,输入后可编程菜单结构中一级保密参数项的值;工程师级密码(二级保密为56360,输入后可编程菜单结构中二级保密和一级保密参数项
26、的值(图18。不属于本级保密控制的参数项,其值修改后无效(不存贮新值。在测量状态时,按键3秒钟,系统开始要求输入保密码(图21。按键可以动光标。光标所在的数字位,可以用或键将数字设定为所需值。重复上述步骤,完成全部密码值的输入,再按键键3秒钟,则进入第一个子菜单的第一行(页名。如果输入的密码不正确,那么系统返回到测量状态。8.3.4 参数的选取与调整当保密级确定后,可对转换器的工作参数进行选取与调整(只要是属于该保密级的参数均可。用户可用键在菜单页之间转换,用键在菜单页中参数项之间转换,并同时存贮上一个参数项调整后的值,用或键调整参数值或参数选项(如流量单位等。当参数项的参数值是选择型时,进入
27、该参数项后,连续按或键,下面一行依次显示可选择的选项,当显示为所需要的选项时,按键即可。例如流量体积单位的选择,见图22。当参数项的参数值是数值型(如流量量程范围时,与8.4.3节中输入保密码的操作方法相似。 图21 测量值显示操作图22 选择性参数编程8.5 参数说明为了便于对参数说明,按菜单页和每页菜单下的参数项之顺序列出如下: 例1:设仪表公称通径DN=100mm,使用中的测量量程为100m3/h,时间常数选择为4s,且在量程的4%以下时,进行小信号切除。则:流量量程范围=100 流量体积单位=m3/ h流量倍乘系数 =100 测量时间常数 =4s流量切除流速 =0.142(m/s传感器
28、口径=100例2:在例1之中,如果再选择420mA电流输出。则:电流输出类型 =4-20mA那么:当流量=50(m3/h时,电流输出=12(mA当流量=0(m3/h时,电流输出=4(mA例3:在例1之中,如果再选择最大输出脉冲为1000Hz。则:脉冲输出类型=频率频率输出上限 =1000Hz例4:在例1之中,如果再选总量累计每个数为m3/100,且允许随时清总量。则:流量总量单位 =0.01m3 流量清零允许=允许C 电气连线、运行和维修9 电气连线要求仪表电缆离开动力电缆,所有接线应在切断供电电源后进行。电缆通过出线套连接至传感器或转换器,为使出线套的密封可靠,接线时应采用圆截面电缆。打开方
29、形转换器滑盖和密封盖的方法见图23。接线时,首先松开出线套压紧螺母,拿掉堵板。以次给电缆套上压紧螺母、橡胶圈。再将电缆穿进出线套。接线完成后理顺电缆,并旋紧压紧螺母时橡胶圈紧压电缆。转换器接线端子及电缆引入位置见图24,25。 图23 打开方形转换器滑盖和密封盖 图24 方形转换器接线端子及电缆引入位置 图25 圆形转换器接线端子9.1 传感器与转换器间接线一体型流量计传感器与转换器间的接线由制造厂完成,本节内容仅适用于分离型流量计。分离型流量计传感器与转换器间的连线采用STT3200电缆,STT3200电缆含4芯: 2芯为各有两层屏蔽的同轴线,另2芯为聚氯乙烯绝缘软线。4芯线外还有一外层屏蔽
30、。同轴线的内层屏蔽为金属丝编制网状屏蔽, 其余2层屏蔽为带有泄漏线的箔层屏蔽。需要的别说明的是,仅靠同轴线的内层屏蔽里边尚有一层黑色半导体层,接线时须将其细心剥去。两同轴线的两根屏蔽泄漏线在接线时须绞合并套上套管。电缆结构见图26 ,电缆剥线见图27。 图26 电缆结构图27 电缆剥线为保证测量精度和减少干扰,要求转换器尽量靠近传感器安装。STT3200电缆的允许长度可按下式计算:L=4L-电缆长度(m;-流体电导率(S/cm.但一般不得超过100m。STT3200电缆随表供10m,如不够,用户可按实际距离向我厂另订货。传感器与转换器间接线见图28 。 图28 传感器与转换器间接线(适用于分离型 9.2 电源、输出/输入信号技术数据与接线转换器电源、输出/输入信号技术数据与接线详见图29 图35 。本节所述所有使用的电缆用户自备。 图29 电流输出接线 图30 报警输出接线 图31 脉冲输出配接电磁计数器 图33 RS232通讯连接 图34 RS4
